健康建筑標準評價體系分析

鄭銳鋒,單乃軍,莫利強,湯鎧任,曾家琦,陳錦韜

(1.浙江科技學院 土木與建筑工程學院，杭州 310023；2.中國聯合工程公司，杭州 310052)

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健康建筑標準評價體系分析

鄭銳鋒1,單乃軍2,莫利強1,湯鎧任1,曾家琦1,陳錦韜1

(1.浙江科技學院 土木與建筑工程學院，杭州 310023；2.中國聯合工程公司，杭州 310052)

為了推廣健康建筑,保障人類健康的生活環(huán)境，在美國《能源與環(huán)境設計先導》(LEED)的標準背景下，健康建筑的標準制訂被提上日程。通過對各國健康建筑標準的內容介紹及健康建筑相關影響因素的分析，提出合理的健康建筑標準評價體系內容：有利于人體健康，優(yōu)良空氣質量以及照明、聲學和美學特性的室內健康環(huán)境，兼顧精神健康、社會環(huán)境公平、行為方式引導的健康空間。此評價體系是在綠色建筑、生態(tài)建筑之后更進一步的與健康息息相關的建筑設計標準研究。

健康建筑；評價體系；人體健康；精神健康；室內健康環(huán)境

人們大部分時間停留在室內，因此，室內建筑環(huán)境對人們的總體健康起著至關重要的作用。評價綠色建筑的標準《能源與環(huán)境設計先導》(Leadership in Energy and Environmental Design, LEED)由美國綠色建筑委員會(The U.S. Green Building Council, USGBC)于2000年研發(fā)，實施認證以來已有15年的歷史。近年來在綠色建筑的基礎上，健康建筑等概念越來越多地被提及，這些概念的背后都是以建筑和環(huán)境的健康為核心[1-3]。健康建筑成為研究機構及設計和建造者主攻的方向，各國相關行業(yè)標準和規(guī)范也在積極籌備整理中。以往生態(tài)建筑、可持續(xù)建筑一直關注建筑對氣候、能源和環(huán)境的影響，但這類建筑都沒有明確提出將健康植入設計中，并制訂標準。各國科研工作者聯合醫(yī)療機構、科學家、建筑師、工程師等團隊共同商議把醫(yī)療防預性的理念，落實到建筑環(huán)境設計、建造、裝修、改建及使用中。因此，將來的建筑設計是科學、醫(yī)學、環(huán)境學和運動學等相銜接的綜合性科學，將衛(wèi)生保健、健康建筑與綠色建筑攜手步入環(huán)境健康重點設計的新紀元。

1 健康建筑國內外研究現狀

健康建筑到現在仍然沒有一個特別明確的定義，因為無論是國際上還是國內，提出健康建筑概念也只在近一兩年。日本的內井昭藏對健康建筑作出了明確的定義：健康應包含身體和精神兩方面，二者都健康才為真正意義的健康；明確人與自然的關系；追求舒適的人體尺度[4]。德國在健康建筑領域方面，更關注建筑材料的環(huán)保等級，嚴格把關新材料新技術的研究，研制了可以有效過濾微塵(包括PM2.5)的紗窗，有效過濾率達80%，花粉有效過濾率達98%。德國建筑生物學及可持續(xù)性(Institut für Baubiologie+Nachhaltigkeit,IBN)研究機構制訂了建筑生物學測試評價標準(Standard of Building Biology Testing Methods,SBM-2015)[5]，認為人和建筑本屬于一個有機體，人與生活環(huán)境息息相關。同時，對人體健康涉及的風險因素按風險等級進行定性定量的評價，包括低頻電場、低頻磁場、低頻電波輻射、聲波輻射、放射性(如α射線、β射線、γ射線等)、地球磁場、室內毒素、污染物含量和室內環(huán)境(光、空氣中CO2含量、空氣濕度)等與人體健康有關系的因素。美國的國際健康建筑研究所(International Well Building Institute, IWBI)在 LEED 的基礎上更進一步，專注于人體健康室內環(huán)境，公布了健康建筑評價標準2015年版本；對建筑環(huán)境的健康、行為、運營和設計有一個全面的執(zhí)行和評價方法。健康標準由空氣、水、營養(yǎng)、光、健身、舒適性和心理因素7類健康概念組成。每類概念又細分為多個評價指標，定義了居住健康所涉及的具體領域、舒適性及健康知識。根據不同建筑功能制訂特定的評價模型標準及特定的評價參數，以期對最佳建筑設計和施工實踐提供循證，對建筑使用者的保健和健康執(zhí)行干預。2013年12月，中國國家住宅與居住環(huán)境工程技術研究中心向住宅科技產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯盟申請立項了《健康住宅評價標準》，涉及建筑學、生理學、衛(wèi)生學、醫(yī)學、體育學、社會學和心理學等。

2 人體健康與環(huán)境相關因素分析

世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)在其憲章中明確提出：健康不僅是沒有疾病和衰弱，而是保持軀體、精神和社會適應諸方面的完美狀態(tài)。2008年WHO提出的“健康的社會模型”，從5個層級定義了社會意義下的健康。除了個體因素和經濟文化因素外，環(huán)境因素、社會因素為主要的影響因素。結合各國對健康建筑的評價和WHO提出的健康模型，對與人體健康相關的健康建筑影響因素作以下分析。

2.1 主要疾病與室內物理環(huán)境的關系

2015年中國城市居民前10位死亡原因疾病構成比例見表1[6]。2016年，國家衛(wèi)生和計劃生育委員會發(fā)布了《中國居民營養(yǎng)與慢性病狀況報告(2015年)》，80%以上的癌癥都是由所處的環(huán)境和生活方式引起的[7]。

2.1.1 磁 場

2.1.2 室內空氣質量

室內顆粒物導致心血管疾病、肺癌、哮喘等。室內空氣污染物可以刺激三叉神經末梢，對鼻子和眼睛造成刺激，擾亂內分泌并導致功能紊亂，引發(fā)炎癥和過敏反應，誘導細胞的病變甚至細胞死亡?？諝膺^濾和通風系統(tǒng)能減少過敏原、顆粒物、生物性氣膠、毒素和揮發(fā)性有機化合物，以優(yōu)化呼吸系統(tǒng)。2012年WHO發(fā)布氡是除了煙草以外的第二大致癌因素[8]。因此，在評價體系中應對空氣質量主要污染物進行濃度限制和污染源監(jiān)測，提出空氣凈化方案及優(yōu)選設備建議，并實時監(jiān)控室內外空氣質量。

2.1.3 聲環(huán)境

噪聲會引起應激激素水平的變化及心血管疾病，并對副交感神經和交感神經的平衡關系造成影響；道路交通噪聲已被確定為睡眠障礙的主要原因；慢性噪聲導致噪聲性聽力損傷。因而評價體系應對隔聲、混響時間、聲級等制訂控制指標及解決措施。

2.1.4 光環(huán)境

光使用不當會引起視覺不適，從而導致眼睛疲勞與晝夜節(jié)律紊亂。光線除了成像和色彩感知外，還會對人體健康及精神愉悅產生影響。因此，控制室內合理的生理等效照度，提供日間及夜間不同工作狀態(tài)下的合理照度值尤顯必要。

由文獻[10]的分析可知,低次徑向力波是引起電磁振動噪聲的主要原因。因此,對于本文的48 槽8極電機振動噪聲起作用的有效模態(tài)是0階和8階模態(tài)。

2.1.5 熱舒適環(huán)境

增加暴露在熱中性條件可能會增加與肥胖相關的疾?。话┌Y、心血管疾病、慢性呼吸性疾病、肥胖、糖尿病、抑郁等疾病都與室內環(huán)境健康有關[9]。因此，應根據建筑房間主要功能和主要使用人群制訂舒適的中性溫度和濕度區(qū)間指標。

2.2 建筑與精神健康的關系

1954年，美國人本主義心理學家亞伯拉罕·馬斯洛在《人的動機理論》一書中，把人的需求由低級到高級劃分為“生理需求、安全需求、交往需求、自尊需求和自我實現需求”5個層次。建筑空間設計應從人性化角度出發(fā)來力爭保障人的各種空間需求，進行充滿人性關懷的設計。空間環(huán)境可以產生和也可以治療精神健康方面的問題。室內環(huán)境中的物理和心理因素可以導致激素的變化，在夜間的熱不適感會導致睡眠紊亂和內分泌紊亂，擁擠、吵鬧缺乏綠色的環(huán)境，會使人產生不同程度的心理壓力、沮喪和暴力行為。而健康良好的環(huán)境可以激勵自然的活動和社會關系，并且治療抑郁等心理問題。因此，應制訂有利于精神健康的建設標準，貫徹于設計、技術和治療策略之中，為人們提供良好的物理環(huán)境以優(yōu)化認知和利于情感健康。具體而言，設計適合人群密度的空間尺度，適合人群活動特性的舒適空間，或私密或開放，輔以結合自然定律的綠色植物及利于人們精神愉悅的藝術品，均會對人的精神壓力及情緒管理提供緩解與支持。

2.3 學習、工作效率與室內環(huán)境的關系

美國加利福尼亞能源委員會研究報告表明：室內環(huán)境對學生的學習成績和教師的授課效果都有影響。眩光和熱不舒適、通風不良和室內空氣質量對學生的出勤率及學習效果均會產生負面影響。此外，聲學環(huán)境對學習也很重要,設備聲音、噪音都會影響學習效果。哈佛大學健康和環(huán)境中心學院最新一項研究發(fā)現：在建筑環(huán)境高二氧化碳含量的情況下，對總體認知功能的評分水平明顯低于那些低二氧化碳含量環(huán)境，即高濃度的二氧化碳對認知能力有負面影響[10-11]。實例證明建筑的朝向對病人健康恢復時間也有重要的影響[12]。

2.4 環(huán)境健康對行為選擇的影響

健康的人居空間環(huán)境直接或者間接地影響人活動時行為的選擇。行為選擇與文化、社會、經濟因素有關，例如即便設計了步行道，人們也許還會乘自動扶梯，而缺乏體力運動是導致人體死亡的第四大風險因素?？臻g設計應與社會引導協同，對行為選擇作出干預性引導，鼓勵體育活動，建筑設計提供大量的活動和行為選擇的方便機會，使居住者能夠找到適應他們的日程的健身方案。如美國房產公司世邦魏理仕(CB Richard Ellis，CBRE)的洛杉磯總部辦公樓設計了室內促進辦公環(huán)境的體育活動，引入專門的空間用于健身，跑步機辦公桌和伸展臺，可調節(jié)高度的課桌，以激發(fā)員工運動，避免長久消極久坐的工作狀態(tài)。健康行為建筑內的空間選擇涉及教育、監(jiān)管、市場機制和社會宣傳。如位于美國西雅圖市的NBBJ建筑設計公司員工可按照自己的喜好，根據光線、環(huán)境噪音和周圍人數等條件來篩選工作環(huán)境。這種非等級制的開放環(huán)境，同時也避免導致不同的社會地位認同，以及產生不健康的心理因素。因此，可選擇的平等主義工作環(huán)境使工作中的社會環(huán)境更加公平。環(huán)境與個人因素和行為因素之間的相互作用決定了人們的總體健康與保健水平，正是建立在這一認知基礎之上，建筑環(huán)境科學研究領域才意識到，許多行為下意識地受到外部暗示的影響，人時時刻刻暴露在建筑環(huán)境之中，因此應考慮人類與建筑環(huán)境之間的相互作用，這種相互作用不僅決定了人們的身體健康，還決定了人們的行為選擇。

3 健康建筑的評價內容

綜上所述，健康建筑的評價標準應涵蓋源于建筑物內部和外部的所有物理、化學、微生物和室內空氣質量風險因素，并設定定性及定量標準，包括電磁場、地球磁場、放射性、地質擾動、噪聲和室內毒素和室內氣候，包括顆粒、霉菌、酵母、細菌和過敏原。根據特定人體活動特點，例如在睡眠區(qū)、生活空間、工作場所制訂出針對性的指標性參數控制，提供如何執(zhí)行特定測量和評估可能的健康風險的指南；另外，評價標準也應針對特定人群提供有區(qū)別的標準，例如：兒童、老人、病人、敏感人群、慢性病患者、免疫力受損者、癌癥患者及健康人群等，因其身體對環(huán)境暴露敏感度不同，應分別有不同的評價指標。

健康建筑的評價內容應包括以下因素：

1)物理環(huán)境因素。包括室內空氣質量、水量水質、光環(huán)境、熱舒適、聲環(huán)境、視覺舒適、空氣濕度、低壓輻射及磁場。為保證身體健康，應選擇規(guī)范產品及材料、無毒材料、最小揮發(fā)性的有機化合物。

2)符合人體工程學的空間環(huán)境因素。舒適的人口密度，給人們工作、居住生活帶來愉快舒適的空間環(huán)境，能產生心理的愉悅感、滿足感及幸福感；可以鼓勵和激發(fā)人們運動的建筑空間；符合人體工程學的家具設施，以增加人體舒適性。

3)行為與生活方式因素。如賦予步行、健身、運動的健康環(huán)境，保證便利性、可達性、引導性的建筑設計，使交通安全便捷、出行舒適，創(chuàng)建友好的步行場地，以利于強健身體。

4)健康的社會政策和教育宣傳引導。通過日常的健康、營養(yǎng)、保健知識引導和激勵措施，來加強日常保健，使人們樹立健康觀念，采取有利于健康的行為和生活方式。

5)社會及心理因素。幸福源于價值的滿足，也源于心態(tài)的積極與健康，因此，公平的社會制度，無等級的工作和生活環(huán)境，在心理層面上有利于消解各種不良的社會情緒。

6)設計圖紙技術審核認證及測試認證管理。從設計源頭，即在項目總體進行過程中，讓健康咨詢同步進行，并對圖紙進行健康指標預期審核。建筑投入使用后也要進行指標監(jiān)測，查看是否滿足健康指標，整理總結報告，并作出整改與優(yōu)化措施，以保證健康建筑真正意義上的實施。

4 健康建筑的認證方法

健康建筑評價標準是一個整體的定性和定量的測試、分析及評估指南和方法，能起到預防性醫(yī)療保健的作用。對建筑健康認證的評價步驟如下。

第一步：文件提交和審查，通過建筑環(huán)境計算工具對設計項目進行建模預評估計算，在圖紙階段進行審查以發(fā)現及驗證存在的健康設計問題。

第二步：性能驗證，驗證建筑環(huán)境的每個特性是否合乎文檔的認證提交要求，并符合健康建筑的性能標準。根據進行認證的建筑工程項目的規(guī)模和類型，在建筑施工期間、竣工后和使用過程中，根據健康建筑性能的階段驗證要求，在現場隨機取樣以作考察，完成目視評估、取樣測試及測量以驗證、測試評估空氣和水的質量、噪音和光等環(huán)境參數。

第三步：評分，根據驗證結果計算每項概念所得評分的總和。與評判體系進行比對，以判定認證建筑所達到的水準及等級。

第四步：建筑運行期間，定期作實際測量報告，跟蹤驗證運行期間實際環(huán)境的健康水平。

第五步：再認證，為了保證建筑整體壽命周期的健康運行，設定每次認證評價的有效年限。超過認證的有效年限后，需再次評估其環(huán)境質量。對需要定期進行報告的部分特性，須定期提交性能數據。

測試儀器和程序在最終書面報告中記錄所有測試結果。如果發(fā)現潛在問題，及時制訂有效的補救規(guī)則，建立預防性評估的措施。健康評價認證的開展需根據評價標準要求，建筑必須經過一個評估測試流程，包括由第三方進行的現場評估和性能測試，評估認證是否達到健康標準及標準等級。從經驗科學的角度來看，評價標準應不斷適應新興知識。目前很多專業(yè)領域的研究缺乏足夠的經驗，例如關于各種因素之間的相互作用的研究，國際學術領域研究還不充分，因而要不斷地根據專業(yè)整體研究的深入及技術突破，進行更新及糾正。

5 結 語

環(huán)境因素、行為與生活方式因素、健康的社會政策和教育宣傳引導、社會及心理因素都是與人體健康息息相關的健康建筑評價要素。健康建筑評價標準的制訂將是利國利民，合乎中國國情的健康建筑評價體系，以人們生活的載體——建筑為健康保障根本，享有健康的生存環(huán)境，促進整體城市健康環(huán)境，是對人體健康的預防性保護，有助于整體健康發(fā)展的目標：長壽、健康生活、健康生活環(huán)境、生活質量和社會公平，這是人類發(fā)展史上的巨大飛躍。相信政府、開發(fā)商和設計師都會積極地投入到這一回歸“健康”真諦的建筑設計中來，鼓勵人們采取健康、積極的生活方式，并減少住戶與有害化學物質和污染物的接觸，給住戶一個健康、舒適的建筑環(huán)境。

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Analysis of evaluation system of well-being building standards

ZHENG Ruifeng1, SHAN Naijun2, MO Liqiang1, TANG Kairen1, ZENG Jiaqi1, CHEN Jintao1

(1. School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, Zhejiang, China; 2. China United Engineering Corporation, Hangzhou 310052, Zhejiang, China)

In order to promote the popularization of well-being buildings and ensure the healthy living environment of human beings, it is being placed on the agenda to set the standards for well-being buildings, at the background of American Standard Leadership in Energy and Environmental Design (LEED). Through in-depth analysis on contents and related factors of worldwide well-being building standards, an evaluation system of well-being building standards in China has been put forward: healthy indoor environment with quality air, lighting, acoustic and aesthetic concerns, together with healthy space oriented by spirit health, fair social environment and behavior pattern. It is meaningful to develop the evaluation system of well-being building standards, which is closely related to the health, following the green buildings and the ecological architecture.

well-being building; evaluation system; human health; spirit health; healthy indoor environment

10.3969/j.issn.1671-8798.2017.03.012

2017-01-23

杭州市哲學社會科學規(guī)劃常規(guī)性立項課題(B14YJ09)；浙江科技學院教學研究項目(2010ⅠB -a15)

鄭銳鋒(1975— )，女，浙江省杭州人，講師，碩士，國家一級注冊建筑師，美國注冊健康建筑師，主要從事建筑環(huán)境設計研究。E-mail:295184994@qq.com。

TU-023

A

1671-8798(2017)03-0225-05